Chemie/ 1. Allgemeine und anorganische Chemie/1.8. Die Elektronenpaarbindung

1.8. Die Elektronenpaarbindung

1.8.1. Die Elektronenpaarbindung



Zwei Nichtmetallatome können die Edelgaskonfiguration durch _______________

__________ von je zwei Außenelektronen (_________________________) erreichen.



Dabei können sowohl kleine Atomgruppen (___________) als auch ausgedehnte Atomgitter

entstehen, die durch ________________ Anziehung zwischen _____________________

und ________________ zusammengehalten werden.



Bindungen zwischen Nichtmetallen heißen Elektronenpaarbindungen oder ________________.



Im Gegensatz zur Metallbindung und zur Ionenbindung ist die Elektronenpaarbindung gerichtet.

Die Geometrie der __________ und Atomgitter wird durch die räumliche Orientierung der

Elektronenwolken (__________) bestimmt.

1.8.2. Beispiel Wasserstoff H

Die Elektronenpaarbindung im Wasserstoffmolekül

Bei der (zufälligen) Annäherung zweier H-Atome überlagern sich die _____ besetzten

1s-_________________ und es bildet sich ein gemeinsames ______ besetztes

σ-________________. Das Molekül enthält weniger ___________ Energie und ist daher

____________ als die beiden einzelnen Wasserstoffatome

Orbitaldarstellung:

⊕ ⊕ → ⊕ ⊕

⊝ ⊝

zwei halb besetzte 1s Atomorbitale → ein voll besetztes σ Molekülorbital

In _______formeln werden einzelne Elektronen in halbbesetzten Orbitalen als _________ und

Elektronenpaare in vollbesetzten Orbitalen als ________ dargestellt. Die __________formel

gibt dagegen nur die Zusammensetzung des Moleküls wieder:

Strukturformel:

H∙ + ∙H → H−H

1.8.3. Wasserstoffverbindungen von Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Fluor



Der räumliche Aufbau von ____________ und Atomgittern wird

häufig durch aneinander gesetzte ___________ bestimmt.



Die Tetraeder werden aus 4 gleichen sp

_{-Hybridorbitalen}

gebildet, die unter den Einfluss der Bindungspartner aus den __-

und ___-Orbitalen entstehen.



Wegen der _____________ Abstoßung verteilen sich die Außenelektronen möglichst

gleichmäßig auf die vier Orbitale.



Man stellt die Elektronenanordnung vereinfacht dar, indem man an jeder der vier Seiten des

Elementsymbols einen ______ für ein vollbesetztes und einen

______ für ein halbbesetztes Orbital setzt.



Beispiel: Im Stickstoffatom N verteilen sich __

Außenelektronen auf __ Orbitale. Wegen der ___________

Abstoßung erhält zunächst jedes Orbital ein Elektron; das

fünfte kommt zu einem der anderen hinzu und man erhält __

halb und __ voll besetzte Orbitale: ·N·

Kohlenstofftetrawasserstoff CH

(Methan) ist ein farbloses ungiftiges Gas mit

charakteristischem Geruch. Es ist der Hauptbestandteil des ___________.

Orbitaldarstellung

:

Kästchendarstellung:

Beschrifte die Kästchen mit 1s, 2s, 2p, 2sp

_{und σ, setze die Außenlektronen}

als Pfeile ein und ordne sie farblich den oben gezeichneten Orbitalen zu:

IV V VI VII VIII

C

P

Se

I

Rn

C H H H H C H H H H CH₄ C + 4 H

Strukturformeln:

Summenformeln:

Stickstofftriwasserstoff NH

(_____________ z.B. bei Herodot im 5 Jh v. Chr.: „Es gibt große

Salzklumpen (von Ammoniumchlorid NH

Cl) auf den Hügeln von Libyen und die Ammoniter, die dort

leben, verehren den Gott _________ in einem Tempel, der dem des Zeus in Theben gleicht.“) ist

ein farbloses, tränen reizendes und __________ riechendes Gas. Es ist im Gegensatz zu Methan

nicht __________ aber _______ wasserlöslich. Die wässrigen Lösungen heißen ___________

(franz. sel ammoniac) und sind starke ____________.

Strukturformeln

:

Summenformeln

:

________________________ H

O (Wasser) ist eine farb- und geruchlose ungiftige Flüssigkeit.

Es ist als ____________- und Transportmittel für den gesamten Stoffwechsel unersetzlich.

Tiere und Pflanzen bestehen zu ____ % aus Salzwasser. Da ______ auf Wasser schwimmt, können

Tiere und Pflanzen auch in kalten Klimazonen unter dem Eis überleben. ____________ wirkt

ähnlich wie Schaumstoff als Wärmeisolierung und schützt Pflanzen und Tiere im Winter vor

Trockenheit und Kälte.

Strukturformeln

:

Summenformeln

:

________________ HF ist ein farbloses und sehr giftiges Gas. Seine wässrige Lösung heißt

Flußsäure und löst Glas.

Strukturformeln

:

1.8.4. Mehrfachbindungen

Fluor F

(lat. fluor = fließen, da Fluoride wie z.B. Flußspat CaF

zur Schmelzpunkterniedrigung beim

Schmelzen von Metallerzen zugesetzt wurden) ist ein extrem giftiges farbloses Gas. Es besteht

aus zweiatomigen Molekülen mit einer Einfachbindung:

Sauerstoff O

(Oxygenium von griech.



= Säurebildner), ist ein sehr ___________,

farb- und _________loses Gas. Es ist selbst nicht ___________, ___________ aber die

Verbrennung. Sauerstoff besteht aus zweiatomigen Molekülen mit einer _________bindung:

Eigenschaften und Bedeutung



Wasserlöslichkeit: Nimmt mit wachsender Temperatur stark ab: In 1 l Wasser lösen sich bei

15 °C 1,5 mmol O

, bei 25 °C aber nur noch 1,2 mmol O

. Fische brauchen __________ Wasser!



Vorkommen: Sauerstoff ist ein Zellgift und erst seit ca. 2 Milliarden Jahren in der

Atmosphäre nachweisbar.



Photosynthese der Pflanzen __ H

O + __ CO

→ __C

H

O

+ __ O

mit ΔH = +2800 kJ/mol

seit ca. 2,5 Mill Jahren.



Atmungsprozeß der Tiere. __ C

H

O

+ __ O

→ __ CO

+ __ H

O mit ΔH = _____ kJ/Mol

erst seit ca. 500 Mio Jahren.



Überlebensvorteil der Tiere: Die bei der Atmung gewonnene Energie wird als __________

Energie (in Form von ATP) gespeichert und kann sowohl für den ___________ von Gewebe

(Fette und Eiweiße) genutzt werden als auch in ________ und ___________-energie

umgesetzt werden. Allerdings können Tiere nicht ohne Pflanzen leben, da nicht nur der

Sauerstoff, sondern auch die notwendigen Kohlenhydrate aus dem Stoffwechsel der Pflanzen

entstammen.



Herstellung: Mit dem ________-Verfahren durch ___________ flüssiger Luft.



Verwendung: Als Atemgas, Bleichmittel und Oxidationsmittel für Stahlherstellung.

Stickstoff N

(Nitrogenium von



= Salpeterbildner), ist ein sehr _____________,

______- und _______loses Gas. Er besteht aus zweiatomigen Molekülen mit einer

___________bindung:

Eigenschaften und Bedeutung



Wasserlöslichkeit: Nimmt mit wachsender Druck stark zu. Er muss daher beim Tauchen durch

___________ ersetzt werden, da er sonst bei erhöhten Drücken den ____________ aus dem

Blut verdrängen würde.



Vorkommen: In der _______________ und in Form von Salpeter Kaliumnitrat KNO

und

Chilesalpeter Natriumnitrat NaNO

(lat. sal = Salz, griech. petra = Fels) sowie an der

peruanische Pazifikküste als Guano = ____________.



Herstellung: Mit dem _________-Verfahren durch ___________ flüssiger Luft.



Verwendung: Als Schutzgas und Kältemittel sowie zur Herstellung von _____________

1.8.5. Atomgitter

Kohlenstoff C (lat. carbo = Kohle) tritt in verschiedenen Modifikationen auf, die alle sehr

reaktionsträge sind mit der Ausnahme der ___________________, die zu dem chemisch noch

stabileren „Kohlenstoffdioxid“ führt.

1.8.6. polare Elektronenpaarbindungen

Sind an einer Elektronenpaarbindung Atome mit unterschiedlichen _____________________

beteiligt,

so

ist

der

bevorzugte

Aufenthaltsort

der

Bindungselektronen

zum

___________________ Atom hin verschoben und die Elektronenpaarbindung erhält einen

__________ Charakter.



Durch die unsymmetrische Ladungsverteilung verhält sich das Molekül wie ein elektrischer

________, dessen negatives Ende durch das Atom mit der größeren EN gebildet wird.



Der Dipolcharakter nimmt mit wachsender EN-__________ zu; er ist im ______ sehr

schwach ausgeprägt und in _____ am stärksten. Die Verschiebung des bindenden

Elektronenpaars zum ________________ Atom hin wird dabei durch Keile dargestellt:



In Methan CH

sind die positiv polarisierten H-Atome __________ um das negativ polarisierte

C-Atom verteilt und neutralisieren sich daher gegenseitig. CH

bildet daher keinen

_________!

Ablenkung eines Wasserstrahls durch einen geladenen Gummistab

schwache Abstoßung des weiter entfernten _______-Pols

starke Anziehung des näher liegenden ______ -Pols überwiegt

⇒ insgesamt schwache Anziehung des insgesamt ___________ Moleküls!

O H H

Ammoniak

Δ EN =

Wasser

Δ EN =

Schwefelwasserstoff

Δ EN =

Fluorwasserstoff

Δ EN =

Chlorwasserstoff

Δ EN =

Bromwasserstoff

Δ EN =

Methan

Δ EN =

1.8. Die Elektronenpaarbindung

1.8.1. Die Elektronenpaarbindung

Film: Moleküle und Elektronenpaarbindung 1) Elektronenpaarbindungen 4’30’’, Elemente I S. 170

 Zwei Nichtmetallatome können die Edelgaskonfiguration durch gemeinsame Nutzung von je zwei Außenelektronen (bindendes Elektronenpaar) erreichen.

 Dabei können sowohl kleine Atomgruppen (Moleküle) als auch ausgedehnte Atomgitter entstehen, die durch elektrostatische Anziehung zwischen Bindungselektronen und Atomkernen zusammengehalten werden.

 Bindungen zwischen Nichtmetallen heißen Elektronenpaarbindungen oder Atombindungen.

 Im Gegensatz zur Metallbindung und zur Ionenbindung ist die Elektronenpaarbindung gerichtet. Die Geometrie der Moleküle und Atomgitter wird durch die räumliche Orientierung der Orbitale bestimmt.

Übungen: Aufgaben zur Elektronenpaarbindung Nr. 1

1.8.2. Beispiel Wasserstoff H

Verdünnte KMnO4-Lösung wird erst mit molekularem Wasserstoff aus der Flasche behandelt und dann mit Zinkpulver sowie 1 m H2SO4 versetzt.

Die Elektronenpaarbindung im Wasserstoffmolekül

Bei der (zufälligen) Annäherung zweier H-Atome überlagern sich die halbbesetzten 1s-Atomorbitale und es bildet sich ein gemeinsames vollbesetztes σ-Molekülorbital. Das Molekül enthält weniger chemische Energie und ist daher stabiler als die beiden einzelnen Wasserstoffatome

Orbitaldarstellung:

⊝ ⊝

⊕ ⊕ → ⊕ ⊕

⊝ ⊝

zwei halb besetzte 1s Atomorbitale → ein voll besetztes σ Molekülorbital

In Strukturformeln werden einzelne Elektronen in halbbesetzten Orbitalen als Punkte und Elektronenpaare in vollbesetzten Orbitalen als Striche dargestellt. Die Summenformel gibt dagegen nur die Zusammensetzung des Moleküls wieder:

Strukturformel: H∙ + ∙H → H−H Summenformel: 2 H → H2

Übungen: Aufgaben zur Elektronenpaarbindung Nr. 2

1.8.3. Wasserstoffverbindungen von Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Fluor

Film: Moleküle und Elektronenpaarbindung 2) Molekülstruktur 5’0’’, Elemente I S. 172, Orbitalmodelle mit Luftballons bauen

 Der räumliche Aufbau von Molekülen und Atomgittern wird häufig durch aneinander gesetzte Tetraeder (gleichseitige Pyramide mit dreieckiger Grundfläche) bestimmt.

 Die Tetraeder werden aus 4 gleichen sp3-Hybridorbitalen gebildet, die unter den Einfluss der Bindungspartner aus den s- und p-Orbitalen entstehen.  Wegen der elektrostatischen Abstoßung verteilen sich die Außenelektronen

Elektronenanordnung der Nichtmetalle in Verbindungen: (Elemente I S. 170)

 Man stellt die Elektronenanordnung vereinfacht dar, indem man an jeder der vier Seiten des Elementsymbols einen Strich für ein vollbesetztes und einen Punkt für ein halbbesetztes Orbital setzt.

 Beispiel: Im Stickstoffatom N verteilen sich 5 Außenelektronen auf 4 Orbitale. Wegen der elektrischen Abstoßung erhält zunächst jedes Orbital ein Elektron; das fünfte kommt zu einem der anderen hinzu und man erhält 3 halb und 1 voll besetzte Orbitale: ·N·

Methan aus Gasanschluß auf Farbe, Geruch, Brennbarkeit untersuchen, Elemente I S. 240 - 241

Kohlenstofftetrawasserstoff CH4 (Methan) ist ein farbloses ungiftiges Gas mit charakteristischem Geruch. Es ist der

Hauptbestandteil des Erdgases. Es wird als relativ umweltschonender Brennstoff eingesetzt, denn Erdgas enthält kaum Verunreinigungen und bei der Verbrennung entstehen ausschließlich „Kohlenstoffdioxid“ und Wasser:

CH4 + 3 O2 → CO2 + 2 H2O. Orbitaldarstellung: Kästchendarstellung: C H H H H C H H H H CH₄ C + 4 H Strukturformeln: Summenformeln:

Salmiakgeist auf Geruch, Farbe, Brennbarkeit untersuchen, Elemente I S. 198

Stickstofftriwasserstoff NH3 (Ammoniak z.B. bei Herodot im 5 Jh v. Chr.: „Es gibt große Salzklumpen [von

Ammoniumchlorid NH4Cl] auf den Hügeln von Libyen und die Ammoniter, die dort leben, verehren den Gott Ammon in

einem Tempel, der dem des Zeus in Theben gleicht.“) ist ein farbloses, tränen reizendes und stechend riechendes Gas. Es ist im Gegensatz zu Methan nicht brennbar aber sehr gut wasserlöslich. Die wässrigen Lösungen heißen Salmiakgeist (franz. sel ammoniac) und sind starke Laugen.

N H H H H N H H NH₃ N + 3 H Strukturformeln: Summenformeln: C C H H H H C H H H H IV V VI VII VIII C N O F Ne P S Cl Ar Se Br Kr I Xe Rn · 2s 2p 1s 2sp3 σ 1s 1s 1s

Sauerstoffdiwasserstoff H2O (Wasser) ist eine farb- und geruchlose ungiftige Flüssigkeit. Es ist als Lösungs- und

Transportmittel für den gesamten Stoffwechsel unersetzlich. Tiere und Pflanzen bestehen zu 70 % aus Salzwasser. Da Eis auf Wasser schwimmt, können Tiere und Pflanzen auch in kalten Klimazonen unter dem Eis überleben. Schnee wirkt ähnlich wie Schaumstoff als Wärmeisolierung und schützt Pflanzen und Tiere im Winter vor Trockenheit und Kälte.

O H H O H H OH₂ O + 2 H Strukturformeln: Summenformeln:

Flußsäure aus NaF + H2SO4 im Abzug herstellen und Ätzwirkung am RG untersuchen

Fluorwasserstoff HF ist ein farbloses und sehr giftiges Gas. Seine wässrige Lösung heißt Flußsäure und löst Glas.

F H F H

FH F + H

Strukturformeln:

Summenformeln:

Übungen: Aufgaben zur Elektronenpaarbindung Nr. 3 und 4

1.8.4. Mehrfachbindungen

Film: Moleküle und Elektronenpaarbindung 3) Mehrfachbindungen 4’40’’

Fluor F2 (lat. fluor = fließen, da Fluoride wie z.B. Flußspat CaF2 zur Schmelzpunkterniedrigung beim Schmelzen von

Metallerzen zugesetzt wurden) ist ein extrem giftiges farbloses Gas. Es besteht aus zweiatomigen Molekülen mit einer Einfachbindung:

F F F F

Glimmspanprobe, Herstellung von Schwefel - oder Kohlensäure, Elemente I S. 84

Sauerstoff O2 (Oxygenium von griech. ς  = Säurebildner), ist ein sehr reaktives, farb- und geruchloses Gas. Es

ist selbst nicht brennbar, fördert aber die Verbrennung. Sauerstoff besteht aus zweiatomigen Molekülen mit einer Doppelbindung:

O O O O

Eigenschaften und Bedeutung

 Wasserlöslichkeit: Nimmt mit wachsender Temperatur stark ab: In 1 l Wasser lösen sich bei 15 °C 1,5 mmol O2, bei

25 °C aber nur noch 1,2 mmol O2: Fische brauchen kaltes Wasser zum Atmen!

 Vorkommen. Sauerstoff ist ein Zellgift und erst seit ca. 2 Milliarden Jahren in der Atmosphäre nachweisbar.

 Photosynthese der Pflanzen 6 H2O + 6 CO2 → C6H12O6 + 6 O2 mit ΔH = 2800 kJ/mol seit ca. 2,5 Mill Jahren.

 Atmungsprozeß der Tiere. C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O mit ΔH = −2800 kJ/Mol seit ca. 500 Mio Jahren.

 Überlebensvorteil der Tiere: Die bei der Atmung gewonnene Energie wird als chemische Energie (in Form von ATP) gespeichert und kann sowohl für den Aufbau von Gewebe (Fette und Eiweiße) genutzt werden als auch in Wärme- oder Bewegungsenergie umgesetzt werden. Allerdings können Tiere nicht ohne Pflanzen leben, da nicht nur der Sauerstoff, sondern auch die notwendigen Kohlenhydrate aus dem Stoffwechsel der Pflanzen entstammen.

 Herstellung: Mit dem Linde-Verfahren durch Destillation flüssiger Luft.

 Verwendung: Als Atemgas, Bleichmittel und Oxidationsmittel für Stahlherstellung.

 Nachweis: mit der Glimmspanprobe

Stickstoff N2 (Nitrogenium von  = Salpeterbildner), ist ein sehr reaktionsträges, farb- und geruchloses Gas.

Er besteht aus zweiatomigen Molekülen mit einer Dreifachbindung:

Eigenschaften und Bedeutung

 Wasserlöslichkeit: Nimmt mit wachsender Druck stark zu. Er muss daher beim Tauchen durch Helium ersetzt werden, da er sonst bei erhöhten Drücken den Sauerstoff aus dem Blut verdrängen würde

 Vorkommen. In der Atmosphäre und in Form von Salpeter Kaliumnitrat KNO3 und Chilesalpeter Natriumnitrat NaNO3

(lat. sal = Salz, griech. petra = Fels) sowie an der peruanischen Pazifikküste als Guano = Vogelmist.  Herstellung: Mit dem Linde-Verfahren durch Destillation flüssiger Luft.

 Verwendung: Als Schutzgas und Kältemittel sowie zur Herstellung von Ammoniak

Übungen: Aufgaben zu Elektronenpaarbindung Nr. 5 - 8 „Okto“-Kartenspiel zu Strukturformeln

1.8.5. Atomgitter

Elemente I S. 174 - 175

Kohlenstoff C (lat. carbo = Kohle) tritt in verschiedenen Modifikationen auf, die alle sehr reaktionsträge sind mit der Ausnahme der Verbrennungsreaktion, die zu dem chemisch noch stabileren „Kohlenstoffdioxid“ führt.

Modifikation Diamant (griech. ς = transparent, ς = unbesiegbar) Graphit (griech.  = schreiben) Chaoit

Struktur dreidimensionales Gitter mit Einfachbindungen

zweidimensionale Schichten mit Doppelbindungen

eindimensionale Ketten mit Dreifachbindungen

Entstehung bei hohen Drücken stabilste Form (Fundorte in alten Vulkanschloten)

bei Normalbedingungen stabilste Form (Fundorte in vielen Sedimenten als Kohle)

Bei hohen Drücken und Temperaturen stabilste Form (Fundorte in Meteoritenkratern)

Schmelzpunkt 1500 °C Umwandlung in Graphit 3000 °C 3500 °C ?

Farbe farblos schwarz weiß

Härte härtester Stoff, den es gibt weich, schmierig ?

Dichte 3,51 g/cm3 2,26 g/cm3 3,43 g/cm3 (berechnet)

Leitfähigkeit elektrischer Isolator, aber sehr guter Wärmeleiter (!)

hohe elektrische Leitfähigkeit entlang der Schichten, Verwendung als Elektroden-material

?

Entstehung der Kohle

Sumpfwälder Torf Braunkohle Steinkohle Anthrazit

weißen und roten Phosphor vergleichen, Phosphoreszenz und Selbstentzündlichkeit von weißem Phosphor C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C

Diamant _{Graphit Chaoit}

anaerobe Bakterien

Sedimentation Druck, Wärme

Phosphor P (lat. phophorus = Lichtträger, da weißer Phosphor phosphoresziert) ist ein in mehr als 10 verschiedenen Modifikationen auftretender, flüchtiger Feststoff: Die wichtigsten sind:

Modifikation weißer Phosphor roter Phosphor schwarzer Phosphor Struktur einzelne P4-Tetraeder Ketten und Ringe Schichten

Herstellung Kristallisieren aus der Schmelze

Erhitzen von weißem P unter Luftausschluß

Erhitzen von weißem P unter Luftausschluß und hohem Druck

Dichte 1,82 g/cm3 2,16 g/cm3 2,69 g/cm3

Schmelzpunkt 44 °C 550 °C → schwarzer P 610 °C

Löslichkeit CS2 (880g/100g !) - -

Reaktivität selbstentzündlich, giftig stabil stabil

 Vorkommen: Calciumphosphat Apatit Ca3(PO4)2 auf der ganzen Erde in Mineralien, Pflanzen und Tieren.

 Herstellung Durch Reduktion von Apatit mit Reduktionsmittel Koks und Schlackebildner Sand im elektrischen Ofen bei 1500 °C: 2 Ca1(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C → 6 CaSiO3 + 10 CO + P4

 Bedeutung: Phosphat PO34− (700g/1g) ist in Milch, Fleisch und Hülsenfrüchten enthalten und ist als Ca3(PO4)2 am

Aufbau von Knochen und Zähnen beteiligt. Phosphatgruppen dienen im Stoffwechsel aller Lebewesen als Speicher für chemische Energie.

Übungen: Herstellung von Phosphorsäure

Schwefel auf Geruch, Farbe, Dichte und Verhalten beim Erwärmen untersuchen

Schwefel S (lat. sulfur) ist ein gelber, flüchtiger, reaktiver aber relativ ungiftiger Feststoff. Aufgrund des großen Umfanges kann S keine stabilen Doppelbindungen wie Sauerstoff ausbilden und bildet stattdessen gewellte S8-Ringe oder Ketten:

Beim langsamen Erwärmen von Schwefel wird er erst dünnflüssig, dann zähflüssig und dann wieder dünnflüssig. Bei der Umwandlung von Ketten und Ringen ineinander entstehen nämlich wechselweise kleine leicht bewegliche (⇒dünnflüssige Schmelze) als auch große schwer bewegliche Moleküle (⇒dickflüssige Schmelze)

Stehenlassen

Abschrecken

Kristall (bis 113 °C) (Molekülgitter aus S8-Ringen)

dünnflüssige Schmelze (frei bewegliche S8-Ringe)

zähe Schmelze (Aufbrechen der Ringe und Bildung immer längerer Ketten)

dünnflüssige Schmelze (Zerbrechen der langen Ketten)

Dampf (ab 444 °C) (S8-Ketten) plastischer Schwefel (unverzweigte Ketten) P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P

weißer Phosphor roter Phosphor schwarzer Phosphor

S S S S S S S S S S S S S S

 Löslichkeit: unlöslich in Wasser, kaum löslich in Benzin (0,25 g/100 g) aber gut löslich in CS2 (35 g/100 g).

 Vorkommen: Als Abbauprodukt anaerober Bakterien oberhalb von Gips- und Öllagerstätten vor: CH4 + CaSO4 →

CaCO3 + H2O + H2S und H2S + CaSO4 → S + H2O + CaSO3. Im menschlichen Körper als wichtiger Bestandteil der

Eiweiße (Methionin und Cystein).

 Förderung Mit dem Frasch-Verfahren durch Einblasen von überhitztem Wasserdampf, der den Schwefel bei 120 °C schmilzt und an die Oberfläche drückt.

 Bedeutung: Herstellung von Schwefelsäure und Härtung (Vulkanisierung) von Gummi für die Reifenherstellung.

1.8.6. polare Elektronenpaarbindungen

Benzin und Wasser aus Bürette ablaufen lassen, geladenen Gummistab daneben halten (Ablenkung), Benetzungsverhalten z.B. auf der Haut vergleichen, Mischbarkeit im Scheidetrichter untersuchen, Elemente I S. 176 - 177

Sind an einer Elektronenpaarbindung Atome mit unterschiedlichen Elektronegativitäten beteiligt, so ist der bevorzugte Aufenthaltsort der Bindungselektronen zum elektronegativeren Atom hin verschoben und die Elektronenpaarbindung erhält einen polaren Charakter.

Ammoniak EN-Differenz: 0,9 Wasser EN-Differenz: 1,4 Fluorwasserstoff EN-Differenz: 1,9 Schwefelwasserstoff EN-Differenz: 0,4 Chlorwasserstoff EN-Differenz: 0,9 Bromwasserstoff EN-Differenz: 0,7 N H H H O H H H F S H H H Cl H Br C H H H H Methan EN-Differenz: 0,4 kein Dipol!

 Durch die unsymmetrische Ladungsverteilung verhält sich das Molekül wie ein elektrischer Dipol, dessen negatives Ende durch das Atom mit der größeren EN gebildet wird.

 Der Dipolcharakter nimmt mit wachsender EN-Differenz zu; er ist im H2S sehr schwach ausgeprägt und in HF am

stärksten. Die Verschiebung des bindenden Elektronenpaars zum elektronegativeren Element hin wird dabei durch Keile dargestellt:

 In Methan CH4 sind die positiv polarisierten H-Atome gleichmäßig um das negativ polarisierte C-Atom verteilt und

neutralisieren sich daher gegenseitig. CH4 bildet daher keinen Dipol!

Ablenkung eines Wasserstrahls durch einen geladenen Gummistab

schwache Abstoßung des weiter entfernten Minuspols starke Anziehung des näher liegenden Pluspols überwiegt

⇒ insgesamt schwache Anziehung des insgesamt neutralen Moleküls! O

H

H δ−